梁 學 成, 趙 貴 朋
(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局,四川 彭山 620860)
韓灘雙島大橋位于金堂縣境內的沱江上游600 m處,橋長1 641 m,主橋為860 m長的人字坡,坡度為2.89%,鋼箱梁總重量為 17 000 t,共分為35節(jié),標準節(jié)段長度為12 m,重量為230 t,最重的梁段為377 t。主梁采用從主跨中間向邊墩兩側頂推就位,最后在主跨中合龍。頂推設備采用智能步履式頂推系統(tǒng)。頂推支架間距50 m,共設置了18榀支架。鋼箱梁由工廠內分塊分段制造,平板運輸車運輸至現(xiàn)場拼裝成整節(jié)段。
橋梁的施工控制與監(jiān)測是橋梁施工技術的重要組成部分,它以設計成橋狀態(tài)為實現(xiàn)目標,在整個施工過程中,通過實時監(jiān)測橋梁結構的實際狀態(tài)和環(huán)境狀況獲得橋梁結構實際狀態(tài)與理想狀態(tài)之間的差異,運用控制方法,對誤差進行識別、調整、預測,使橋梁施工狀態(tài)最大限度地接近理想狀態(tài),從而保證橋梁結構在施工過程中的安全,最終達到橋梁結構成橋狀態(tài)滿足設計和規(guī)范要求。施工監(jiān)測對頂推法施工的橋梁極為重要,這是因為頂推法施工過程中其結構一直處于動態(tài)變化之中。影響其施工控制順利實現(xiàn)的因素很多,隨著施工的進行,施工控制仿真計算中有許多參數(shù),諸如截面特性、施工荷載及結構模型本身等與實際情況都可能存在誤差。因此,在頂推施工中必須對橋梁結構進行監(jiān)測,以獲取反映實際施工情況的數(shù)據和技術信息,從而不斷根據實際情況修正原先確定的各施工階段的理想狀態(tài),使施工狀態(tài)處于控制之中[1]。
施工控制是以合理的設計成橋狀態(tài)為目標,在施工過程中對各種影響成橋目標的參數(shù)進行修正,以確保施工過程中以及成橋后結構受力狀態(tài)和主梁線形滿足設計要求。在對鋼箱梁頂推施工控制中,要以結構的應力和主梁線形作為雙控指標,并以線形控制為主,應力控制為輔[2]。
反映頂推施工中結構受力的因素為鋼箱梁的應力以及臨時墩的支反力,在鋼箱梁頂推施工中,一定要保證主梁的應力以及臨時墩的支反力在容許范圍內,只有這樣,才能確保結構的安全。
線形主要是主梁的標高和軸線偏位,鋼箱梁頂推施工完成后,主梁的標高一定要滿足設計標高的要求,并將主梁軸線偏位控制在允許的范圍之內。
一般情況下是通過調整頂推平臺上待安裝梁段的無應力線形并結合已安裝梁段的線形誤差分布趨勢控制鋼箱梁的標高。由于鋼箱梁單元的無應力長度和無應力曲率只能在結構單元安裝時設定和調整,在結構單元無應力狀態(tài)下不會隨結構體系、結構外荷載的變化而變化,這種特性為鋼箱梁安裝定位時的標高控制提供了極大的方便。
頂推過程中,由于末端節(jié)段的尾端節(jié)點不一定準確地落在理論豎曲線上,因此,其轉角不能滿足理論豎曲線的切線要求。為了保證后續(xù)各待安裝節(jié)段的豎曲線滿足設計曲率要求,可以將新安裝梁段所在的局部理論豎曲線進行剛體轉動和剛體平動,從而使待安裝的梁段與前端梁段間的夾角與設計線形一致,同時,結合已拼焊頂推出去梁段的線形誤差情況進行調整,以保證線形誤差不向同一個方向積累,最終可得到合理的鋼箱梁定位標高[3]。
在鋼箱梁頂推過程中,包括鋼箱梁兩側頂推不同步在內的多種因素可能會造成橋梁軸線偏離理論位置而影響到橋梁的水平線形。因此,為了控制鋼箱梁在頂推過程中的軸線始終處于規(guī)定范圍,其導向糾偏十分重要[4]。
首先,在施工過程中,若要保證頂推同步,頂推千斤頂?shù)氖┝Ψ直媛室欢ㄒ?,以保證各墩及墩兩側頂推點上的施力大小一致;頂推過程中一定要對橋梁軸線的偏位進行實時觀測,如發(fā)現(xiàn)有過大偏差,可通過調整臨時墩墩頂兩側千斤頂?shù)某隽Υ笮∵M行糾偏。
其次,在鋼箱梁定位安裝時,還要對鋼箱梁的軸線偏位進行觀測,以控制每段梁段尾端與待安裝梁段間的局部軸線偏差和鋼箱梁的整體線形,保證其軸線偏位在容許的范圍之內[5]。
結構截面的應力監(jiān)測是施工監(jiān)測的主要內容之一,它是施工過程的安全預警系統(tǒng)。在鋼箱梁頂推過程中,結構中某指定點的應力亦同其幾何位置一樣,隨著梁段的推進,不僅其值是不斷變化的,其應力屬性也在不斷變化。在某一時刻的應力值是否與分析值一樣,是否處于安全范圍是施工控制關心的問題。其解決的方法就是進行監(jiān)測,一旦監(jiān)測發(fā)現(xiàn)異常情況即應立即停止施工,查找原因并及時進行處理。
在橋梁施工控制中,溫度的影響是不可忽視的,尤其是鋼箱梁,溫度變化直接影響到結構的變形和內力。一般而言,溫度影響分為兩類:一類是季節(jié)溫差;一類是晝夜溫差。在施工階段,晝夜溫差的變化對鋼箱梁標高的影響很大。為了減小晝夜溫差對結構的影響,施工控制一般是通過選擇在合適的溫度時最終調整立模標高。具體操作時,應對主梁溫度場隨時間變化的規(guī)律進行統(tǒng)計分析,合理確定梁段匹配和安裝的時間。
從頂推施工的鋼箱梁受力和施工監(jiān)控的角度考慮,以下技術要點必須注意:
(1)為有效控制頂推過程中的梁體縱向偏位,橫橋向兩側各縱向千斤頂?shù)男谐添氁恢潞屯?并設置側向糾偏和限位裝置;為減少臨時墩承受的水平力和扭矩,應盡量保證各支承處縱向千斤頂推力和摩擦力的平衡,各縱向千斤頂要實行雙控,即行程控制和頂力控制。以行程控制為主,兼顧頂力控制;嚴格控制各墩的水平位移和應力。
利用船、車等工具對羊進行長距離的運輸,或者羊的營養(yǎng)狀況較差,均會致使其機體防御功能大幅度下降,進而對其腸胃的防御機制造成影響,致使正常情況下胃腸中存在但不會導致羊患病的一些病菌,例如大腸桿菌以及壞死桿菌等的毒性大幅度提升,最終使得羊患病。
(2)考慮到操作方便和動靜摩擦系數(shù)的差別,實際操作中各支承處縱向千斤頂頂推力宜按該頂推力與摩擦力"分級平衡"的原則確定,以確保不平衡力在可接受的范圍內。即在各梁段頂推起動階段,根據該工況的支承反力計算值,首先按較小的摩擦系數(shù)確定各千斤頂?shù)捻斖屏Σ⑼巾斖频轿?再按逐級增加的摩擦系數(shù)確定各千斤頂?shù)闹鸺夗斄?各千斤頂同級頂推力同步到位后,方可進入下一級頂推。
(3)要充分注意支承面處鋼箱梁縱向轉角和豎向位移隨頂推而變化使得支承面與鋼箱梁接觸面受力不均的程度、甚至脫空對鋼箱梁局部受力和整體受力的影響。
(4)頂推過程中應隨時注意觀察支承面處鋼箱梁的局部變形,如果發(fā)生異常變形,必須立即停止施工并及時報告,采取必要的措施。
(5)鋼箱梁拼裝時應確保處于無應力狀態(tài),待拼鋼箱節(jié)段拼裝時,除梁底四個支點外,不能有其他約束,待測量結果符合要求后方能焊接定位;應嚴格執(zhí)行合理的拼接環(huán)焊施工工藝,減少由此帶來的鋼箱梁變形。
(6)前一輪鋼箱梁頂推到位后,下一輪鋼箱梁的拼裝標高須根據前一輪鋼箱梁尾節(jié)段的標高進行修正,修正值應嚴格按施工控制指令執(zhí)行。
(7)頂推到最后梁段時需特別注意梁段是否到達設計位置,應在溫度穩(wěn)定的凌晨或陰天頂推到最終位置,并根據溫度仔細計算測定梁長。
筆者闡述了鋼箱梁頂推施工階段采用的控制方法和施工監(jiān)測內容,將整個主梁施工控制分為線形控制和應力控制,并以線形控制為主,應力控制為輔,總結了整個控制過程并得出以下結論:
(1)對于鋼箱梁標高的控制,總體的控制原則是使整個梁段的無應力曲線與其設計曲率保持一致。具體的實施過程:在鋼箱梁定位時,通過給待安裝梁段設置預拱度的方法,使其與前端梁段連接時的局部線形滿足上述原則,從而隨著頂推施工的進行,鋼箱梁的整體線形即能滿足設計要求。
(2)對鋼箱梁軸線偏位的控制是通過在頂推過程中進行梁段整體的實時監(jiān)測以及鋼箱梁定位時梁段的局部測量相結合進行的。
通過上述監(jiān)測控制方法的實施,多方面保證了鋼箱梁頂推施工的順利進行。